Курсовая работа - Технология капельного орошения роз в теплицах (Волгоградская область) - файл n1.docx

Курсовая работа - Технология капельного орошения роз в теплицах (Волгоградская область)
скачать (487.8 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx488kb.22.10.2012 00:17скачать

n1.docx

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10



ОГЛАВЛЕНИЕ




ВВЕДЕНИЕ 3

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 6

2 ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ТЕРРИТОРИИ ОПЫТНОГО УЧАСТКА 15

2.1 Местоположение участка и рельеф 15

2.2 Климат 15

2.3 Погодные условия во время проведения исследований 16

2.4 Агротехника возделывания роз в теплицах 17

3 ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ, ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 19

3.1 Планирование эксперимента 19

3.2 Методики проведения полевых опытов с розами в теплицах 20

4 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ, МОДЕЛИРОВАНИЕ, РАСЧЕТ ВЛАГОПЕРЕНОСА И ТЕХНИКА ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ 26

4.1. Обоснование выбора математической модели влагопереноса в ненасыщенных почвогрунтах. 26

4.2 Исследование и расчет основных параметров влагопереноса 29

4.3 Техника полива при капельном орошении роз в теплицах 38

5 ОБОСНОВАНИЕ, РАСЧЕТ РЕЖИМА КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ РОЗ В ТЕПЛИЦАХ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ 46

5.1 Обоснование режима капельного орошения роз в теплицах 46

5.2 Планирование режимов капельного орошения роз в теплицах 59

5.3 Опыты по изучению влияния поливных норм при капельном орошении на срез роз 65

5.4 Эффективность техники и режимов капельного орошения роз в теплицах 68

5.5 Экономическая эффективность 80

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 84

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 86





ВВЕДЕНИЕ


Капельное орошение является одним перспективных направлений совершенствования технологии возделывания сельскохозяйственных культур в условиях защищенного грунта. Главными преимуществами капельного орошения в теплицах перед дождеванием и поливом из шланга являются его более высокая эффективность, рациональное использование оросительной воды, удобрении, энергии и труда.

Эти преимущества капельного орошения обусловлены локальностью увлажнения почв и точным нормированием оросительной воды. При капельном орошении увлажняется не вся площадь питания растении, а лишь её часть, в зависимости от возделываемой культуры, сорта, возраста, величины растений, плотности посадки, вида почв и климатических условий.

По мнению ряда ученых: М.С. Григорова, В.Н. Щедрина, Е.В. Кузнецова, С.А. Тарасьяица, ЮТ. Шейкина, О.Е. Ясониди и др. капельное орошение является наиболее приемлемым и эффективным способом полива садов, виноградников, ягодников, цитрусовых, картофеля, овощей, декоративных и некоторых других культур не только в открытом грунте, но и в теплицах.

Цветоводство в защищенном грунте - одна из самых доходных отраслей сельского хозяйства. Капельное орошение культуры срезочной розы в теплицах хоть и является на сегодняшний день предпочтительным способом полива, однако нуждается в повышении надежности и качества основных конструктивных элементов системы и, прежде всего, капельниц, а также в совершенствовании технологии полива, в том числе и разработке режимов орошения.

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в отмеченном направлении, реализация их результатов в хозяйствах позволяют увеличить доходность производства и производительность труда.
Цель магистерской работы усовершенствование техники полива и режимов капельного орошения роз в теплицах, обеспечивающих их максимальный срез высокого качества.

Поставленная цель потребовала решения следующих задач:

- изучить гидравлические характеристики поливных трубопроводов с капельницами различных конструкций;

- выполнить математическое моделирование и аналитическое решение задачи влагопереноса в ненасыщенных почвах при капельном орошении;

- разработать и усовершенствовать элементы техники капельного орошения в теплицах, обеспечивающие эффективное и рациональное использование оросительной воды;

- дать оценку эффективности различных техники и режимов капельного орошения роз в теплицах.

Объект исследований - система капельного орошения срезочных роз в теплицах.

Предмет исследований - оценка качества основных элементов систем капельного орошения и эффективности технологий полива.

Научную новизну работы составляют:

-технические и технологические характеристики новой саморегулирующейся и самопромывающейся капельницы КС-ОН

Практическая ценность работы.

Для специалистов проектных, строительно-монтажных и сельскохозяйственных организаций разработаны рекомендации по технике и режиму капельного орошения роз в теплицах, в которых предлагается установка капельниц на поливном трубопроводе через 0,50 м с расходом 4-6 л/ч.




СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА



Теплицы представляют собой культивационные сооружения (защищенный грунт), стены и крыша которых, покрыты стеклом или светопроницаемыми пластмассовыми пленками [16, 88, 93]. Они используются в течение всего года для выращивания рассады, овощей, плодовых и декоративных культур независимо от климатической зоны [16, 88, 93]. Теплицы изолированы от внешней окружающей среды, поэтому все факторы роста и развития растений: световой, тепловой, водный, воздушный, пищевой, солевой, фитосанитарный режимы создаются и регулируются человеком [16, 88, 93]. При создании оптимальных условий и круглогодовом вегетации в теплицах можно получать урожаи сельскохозяйственных культур в 10-20 раз превосходящие открытый грунт [93].

В теплицах, в связи с их изолированностью от внешней среды, единственным источником водоснабжения растений является орошение [93]. В настоящее время в открытом грунте и в теплицах при выращивании сельскохозяйственных культур, применяют гидропонику, поверхностные способы полива, дождевание, внутрипочвенное и капельное орошение [16, 51,, 85, 88,93].

По мнению ряда ученых, капельное орошение является наиболее приемлемым и эффективным способом полива садов, виноградников, ягодников, цитрусовых, картофеля, овощей, декоративных и некоторых других культур не только в открытом грунте, но и в теплицах [20, 33, 22, 25]

Такое мнение обосновывается главными преимуществами капельного орошения перед другими способами полива, его высокой эффективностью и повышением урожайности сельскохозяйственных культур, рациональным использованием водных, энергетических, трудовых ресурсов, возможностью полной автоматизации полива и соблюдения требований охраны природы

[58, 60, 68, 71].

Эти преимущества капельного орошения обусловлены локальностью увлажнения почв и точным нормированием оросительной воды [91-93]. При капельном орошении увлажняется не вся площадь питания растений, а лишь её 0,1-0,8 часть в зависимости от возделываемой культуры, сорта, возраста, величины растений, плотности посадки, вида почв и климатических условий [91,93].

Вода через капельницы поступает в почву по каплям непосредственно в зону распространения основной массы корней растений, в количествах соответствующих их потреблению [91-93].

Главными конструктивными элементами систем капельного орошения являются капельницы установленные на пластмассовых поливных трубопроводах, которые прокладывают вдоль рядов растений [22]. Этим конструкция и технология капельного орошения принципиально отличается от всех других способов полива, обеспечивающих сплошное увлажнение почв.

От конструктивных особенностей капельниц и поливных трубопроводов зависит надежность, устойчивость работы, стоимость систем капельного орошения, параметры элементов техники полива и режима орошения [22].

Капельное орошение было изобретено в 30-е годы, но повсеместное внедрение получило лишь во второй половине XX века, после появления неподверженных коррозии пластмассовых труб [200].

Конструктивной, технологической и научной разработкой капельного орошения в последние 60 лет занимались как в России, так и за рубежом: ИЛ.Айдаров [3, 4], Н.И. Вдовий [17], А.И. Голованов [25], М.С. Григоров [26.27], А.Т. Каленников [34], О.Н. Карпенко [38-40], Н.В. Курапина [94]. Благодаря их усилиям были разработаны ряд нормативно-технических документов: временных технических указаний, методических указании, руководств и рекомендации по проектированию, строительству и эксплуатации систем капельного орошения различных сельскохозяйственных культур, как в открытом грунте [19-20], так и в теплицах [59].

Первые нерегулируемые капельницы (микроводовыпуски) представляли собой отверстия различного размера расположенные по всей длине поливного трубопровода. Иногда в отверстия вставляли фитили или фильтрующие элементы. Нерегулируемые капельницы выполняли в виде различного рода лабиринтов, спиралей, микротрубок. Вес эти капельницы отличались значительным неравномерным расходом по длине поливного трубопровода, закупоривались механическими и химическими примесями, при этом изменяли водоподачу, выходили из строя, требовали значительных затрат ручного труда на прочистку, монтаж и демонтаж, имели неудовлетворительные напорно-расходные характеристики и ограниченное применение [36].

Затем появились регулируемые капельницы, которые в своей конструкции имеют элементы, позволяющие регулировать водоподачу. Эти капельницы устанавливаются на поливный трубопровод и при определенном напоре регулируются вручную на необходимый расход. Регулировка капельниц требует значительных затрат ручного труда, и на больших участках невыполнима. При повышении и понижении напора в системе, закупорке капельницы изменяют водоподачу или выходят из строя, неравномерно распределяют воду по длине поливного трубопровода, отличаются неустойчивой и ненадежной работой [36].

Вполне очевидно, что основные усилия ученых были направлены на разработку техники и технологии капельного орошения сельскохозяйственных культур в открытом грунте. Капельному орошению сельскохозяйственных культур в теплицах было уделено значительно меньше внимания. В тоже время, капельное орошение начиналось именно в теплицах, да и сейчас для них ведут конструктивную разработку и технологические исследования. Оно применяется для выращивания овощей и декоративных культур в закрытом грунте [96-97].

Несмотря на большой объем исследований и внедрения наиболее уязвимым, и в тоже время главным звеном систем капельного орошения остаются капельницы и поливные трубопроводы, от них в первую очередь зависит надежность, устойчивость и долговечность работы систем капельного орошения, а также их стоимость и эффективность [25, 34].

Капельное орошение - это закрытая, низконапорная, стационарная или полустационарная ирригационная система, предназначенная для орошения плодово-ягодных, некоторых овощных и широкорядных культур [19-21]. Система капельного орошения, как и все другие, состоит из напорообразующего водозаборного узла и сети магистральных и распределительных трубопроводов. В отличие от традиционных оросительных систем она имеет поливные трубопроводы с капельницами, которые отличаются от магистральных и распределительных тем, что имеет нормально распределенный расход по длине, движение жидкости с переменной массой; незначительные скорости движения воды и своеобразный гидравлический режим движения жидкости [68].

Исследованию и гидравлическому расчету поливных трубопроводов с капельницами посвящено значительное количество научных работ и нормативно-технических документов [19-21, 37, 40, 99].

Гидравлический расчет поливного трубопровода с капельницами сводится к определению расходов в его голове, внутреннего диаметра.

Следующим этапом конструктивного совершенствования капельниц были саморегулирующиеся и самопромывающиеся капельницы. Они могут поддерживать установленный расход при изменении напоров в трубопроводе, а при закупорке самоочищаются от механических и химических примесей в воде, осевших в отверстиях водовыпусков и не требуют глубокой очистки оросительной воды. Они обеспечивают равномерный расход по длине поливного трубопровода, надежно и устойчиво работают даже на недостаточно очищенной воде, не меняют свои расходно-напорные характеристики при изменении напора в поливном трубопроводе, редко требуют технического обслуживания и замены, весьма долговечны [25, 38]. Эти современные капельницы нашли широкое применение на производственных участках капельного орошения различных сельскохозяйственных культур, как в открытом грунте, так и в теплицах [25, 34]. Однако главный недостаток всех водовыпусков у саморегулирующихся и самопромывающихся капельниц усугубился, они стали еще дороже. Стоимость капельниц, в зависимости от плотности посадки растений, составляет 27-62 % затрат от общей строительной стоимости участков капельного орошения [34].

К таким капельницам относятся «Украина-1», КСС-2, которые используются для строительства опытно-производственных участков за счет мелкосерийного производства [25].

Изучением и разработкой элементов техники капельного орошения сельскохозяйственных культур в открытом фунте занимались И.П. Айдаров, Н.И. Вдовин, А.И. Голованов, Л.Г. Каленников, A.M. Олейник, А.В. Сербинов, В.И. Торбовски, Ю.С. Уржумова, Б.Б. Шумаков, О.П. Ясониди и другие [3, 17, 25, 92-94]. Элементы техники капельного орошения, как локального способа полива, в значительной степени зависят не только от свойств почвы, но и от культуры, плотности посадки, возраста и величины растений. В связи с этим рекомендации по технике капельного орошения были разработаны для различных садовых культур на высоконапорных, сред нерослых, слаборослых подвоях, молодых насаждений, питомников, виноградников, ягодников, цитрусовых, широкорядных полевых культур и почв, отличающихся водно-физическими свойствами . В садах с культурами, имеющими большую площадь питания, более 12 м2/раст., поливают отдельно каждое дерево очагово-локальным капельным способом. Сады на низкорослых подвоях с площадью питания 4x2 м и менее, а также виноградники, ягодники и полевые культуры в основном поливают полосовым локальным капельным способом. Выбор очагового или полосового способа капельного орошения культуры осуществляют по величине биологической продуктивности культур, капитальным затратам и экономическим показателям.

В теплицах техника капельного орошения несколько отличается от отрытого грунта. Это обусловлено тем, что в теплицах используют специально подготавливаемые почвогрунты, обогащенные органическим веществом, которые отличаются водно-физическими свойствами от региональных почв. В теплицах культивируют овощи, цветы, многолетние декоративные цитрусовые культуры с более уплотненной посадкой и значительно меньшей площадью питания растений.

Разработкой элементов техники капельного орошения овощей, цветов (в том числе и роз) и цитрусовых в теплицах занимались О.Н. Карпенко, В.А. Межевикин, И.И. Саидов, Ю.Г. Шейнкин, О.Е. Ясониди и др. [38-40, 46, 48, 87, 86, 92-94]. Причем, элементы техники капельного орошения роз в теплицах изучали О.Н. Карпенко и О.Е. Ясониди. Исследованиями капельного орошения роз были затронуты вопросы, касающиеся влияния расхода капельниц и величин поливных норм на глубину промачивания тепличных почвогрунтов и других параметров контуров увлажнения, изменений их влагосодержания во времени, расстановки капельниц па поливном трубопроводе. На основании приведенных исследований были разработаны рекомендации по технике капельного орошения роз в теплицах [98], в которых для получения максимального среза роз давались оптимальные: расход капельниц 7,2 л/ч., их установка через 40 см по обе стороны поливного трубопровода на отводах, нижний порог влажности почвы в объеме контура увлажнения - 70-80 % НВ, величина поливной нормы 83 м3/га. Недостатками рекомендованной техники капельного орошения были высокие капитальные затраты на строительство системы, обусловленные большим количеством и плотной установкой дорогих капельниц на единицу площади.

С элементами техники полива тесно связан и режим капельного орошения, его планирование и реализация.

Разработкой режимов капельного орошения сельскохозяйственных культур в открытом грунте занимались: И.Г1. Айдаров, СМ. Алпатьев, А.С. Волков, А.И. Голованов, М.С. Григоров, Е.В. Кузнецов, Н.В. Курапина, A.M. Олейник, Д.П. Семаш, А. А. Сербинов, В.И. Торбовский, Б.Б. Шумаков, О.Е. Ясониди и другие [3, 5,13, 30, 41, 45, 90, 94, 98]. Исследовались и разработаны режимы капельного орошения: яблони, груши, грецкого ореха, сливы, лимона, чая, виноградников, машины, земляники, их плодоносящих, молодых насаждений и питомников. Разработаны и внедрены рекомендации по режимам капельного орошения этих культур для различных регионов [33, 65]. Исследованиями по капельному орошению установлены предполивные пороги влажности почвы в объеме контура увлажнения, которые изменяются для различных культур и условий от 70 до 85 % НВ, определены величины оросительных и поливных норм, оказавшиеся меньше в 1,5-5,0 раз, чем при поверхностном орошении и дождевании. Разработаны методы назначения сроков проведения очередных поливов по влажности почвы в объеме контура увлажнения, по испарению с водной поверхности, биоклиматическим методом с учетом дефицита влажности воздуха, управления режимом капельного орошения вручную и с помощью автоматических устройств.

Параллельно с полевыми опытами проводились исследования по режимам капельного орошения томатов, огурцов, лимонов и роз в теплицах. Весомый вклад в разработку режимов орошения сельскохозяйственных культур в теплицах внесли: Э.И. Бланк, А.П. Варнавас, А. Дахер, О.Н. Карпенко, В.А. Межевикин, И.И. Саидов, Ю.Г. Шейнкин, О.Е. Ясониди и другие [14, 22, 49, 70, 72, 102]. Разработке режима капельного орошения роз в теплицах посвящены работы С.Ш.Карпенко [70-72, 102] и О.Е. Ясониди [198-200, 203, 206-208, 210, 213, 215]. Ими разработаны рекомендации по режиму капельного орошения для двух сортов роз в теплицах «Куин Элизабет» и «Роз Гожар», при котором поливы назначались при снижении влажности 0,40 м слоя почвы до 80 % НВ, величина поливной нормы составила 83,0 м3/га, оросительной нормы- 3600 м3/га. За вегетационный период (год) потребовалось провести, в среднем, 42 полива от 1 до 6 по месяцам года. В результате исследований предложены аналитические и графические зависимости глубины промачивания и влажности почвы от величины поливной нормы и времени после её выдачи.

В вышеперечисленных исследованиях по режиму капельного орошения роз в теплицах не затрагивались методологические вопросы его планирования, назначения сроков проведения поливов по испарению, аналитически связанному с продолжительностью светового дня и другие, недостаточно изучена технология автоматизированных режимов капельного орошения.

Для условий защищенного грунта разработаны агротехника возделывания ряда сельскохозяйственных культур, в том числе и для розы на срез, мероприятия по борьбе с вредителями и болезнями, системы и нормы внесении
органических и минеральных удобрений, режимы обогрева, вентиляции и освещенности [16-23, 34, 39, 56, 79, 82, 83, 88, 97, 98].

В современных теплицах осуществляют искусственное регулирование практически всех факторов жизни растений: водного, воздушного, пищевого. солевого, теплового, светового, фитосанитарного режимов почв и атмосферы помещений, что обеспечивает в 10-20 раз более высокую продуктивность сельскохозяйственных культур и экономическую эффективность их возделывания. Особое внимание уделяется подбору высокопродуктивных сортов и гибридов томатов, огурцов, роз и других сельскохозяйственных культур для защищенного грунта, что также увеличивает эффективность их возделывания [15, 23, 79, 80, 83, 96, 98, 101, 105].

Для проведения наших опытов были взяты сорта «Куин Элизабет» и «Роз Гожар», прошедшие многолетнюю производственную проверку и зарекомендовавшие себя как высокопродуктивные срезочные культуры с прекрасным товарным видом и высоким спросом.

Отечественные и зарубежные исследователи и производственники считают, что возделывание овощей, цитрусовых и декоративных культур в теплицах экономически весьма выгодно и эффективно [16-19, 20, 22, 26, 34-36, 47-49, 54, 57, 75, 76, 85, 88, 98]. Капельное орошение сельскохозяйственных культур в теплицах, в том числе и роз на срез, позволяет несколько увеличить их продуктивность и получить дополнительную прибыль по сравнению с дождеванием и поливом из шланга с одновременно снизить затраты ручного труда, электроэнергии, оросительной воды, удобрении и ядохимикатов [22, 26, 49, 70-76, 86, 87, 102-104].

На основании литературного обзора установлено, наши теоретические и экспериментальные исследования посвящены изучению вопросов влагопереноса в почвах при локальном увлажнении, гидравлическому расчету поливных трубопроводов с капельницами, оптимизации их конструкции, технике и режимам капельного орошения роз в теплицах, обеспечивающих максимальный срез роз хорошего качества, минимальные затраты труда, средств, энергии, материалов и высокий экономический эффект.




  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации